2000 Fiscal Year Annual Research Report
トロイダル回転粘性を極小化したヘリカル型装置の設計
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11680502
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
岡村 昇一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60115540)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 伸 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (60311205)
野村 和泉 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (20280597)
松岡 啓介 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (70023736)
藤原 正己 核融合科学研究所, 所長 (10023722)
磯部 光孝 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (00300731)
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| Keywords | トロイダル回転粘性 / 準軸対称性 / MHD安定性 / 最適化法 / プラズマの回転 / Boozer座標 / トルサトロン配位 / CHS-qa |
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| Research Abstract |
前年度に引き続き、準軸対称磁場構造を持つヘリカル型閉じ込め装置の設計を進めた.今年度の設計の重点は、配位の物理的特性をさらに高度なものに改良することと、実験装置としての技術的設計をつめることである.配位の改善としては、2b32配位に中間的ベータ値でのMercier安定性を完全にする方向での最適化を行い、真空配位からベータ値5%まで連続的にMercier安定な配位2b32m3を得ることができた.この配位は同時にプラズマの圧力に対して強い構造を持っている.すなわち磁気軸シフト量が2b32に比べて約20%程度少なくなり、同時にPfirsh-Schluter電流の値も減少している.また磁場スペクトルの構造も2b32よりもさらに軸対称性の良いものとすることができた.装置設計の方では、まず一番重要な要素としてモジュラー・コイルの設計を行い、導体の巻き方までを含めた詳細設計を行った.7.4mm角のホロー・コンダクターを用いて、16層のダブルパンケーキを5対重ねた構造とする.この導体部を厚さ30mmのステンレス製コイル・ケースで被ったものを、一つのモジュラー・コイルとする.モジュラー・コイルはトーラス全部で20個とし、磁場強度1.5Tを発生する.トーラス半径は1.5mである.コイルの力学的サポートは、まずステンレスのコイルケースによって支えられ、コイルが受けるトーラス中心への向心力は、トーラス・センターに置いたポールとハニカム構造を持つ支持板とで支える.部分的な補強として、一部のモジュラー・コイル間に支持棒を挿入する.さらに磁場構造の制御を行うための、補助モジュラー・コイルとポロイダル・コイル系の設計も行った.
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[Publications] S.Okamura,S.Murakami et.al.: "Low-aspect-ratio quasi-axisymmetric stellarator CHS-qa"Journal of Plamsa and Fusion Research.SERIES. Vol.3. 73-76 (2000)
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[Publications] K.Matsuoka,R.Akiyama et.al.: "Overview of CHS experiments"Plasma Physics and Controlled Fusion. Vol.42. 1145-1149 (2000)
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[Publications] S.Okamura,S.Matsuoka et.al.: "Confinement physics study in a small low-aspect-ratio helical device CHS"Nuclear Fusion. Vol.39. 1337-1350 (1999)
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[Publications] S.Okamura,S.Matsuoka et.al.: "Conceptual design of quasi-axisymmetric stellarator(CHS-qa)"Journal of Plamsa and Fusion Research,SERIES. Vol.1. 164-167 (1999)
